催化剂诊断装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种能够正确地探查催化剂下游侧的空燃比的变化并基于此诊断催化剂的劣化状态的催化剂诊断装置。计时部(13)在以使催化剂的上游侧空燃比(AFRu)穿过理论配比区域而反复从贫燃侧及富燃侧的一方向另一方移转的方式对燃料喷射量进行增减修正时，对直到下游侧空燃比(AFRd)满足规定的阈值条件为止的经过时间(Tosc(Tosa及/或Topa))进行计时。OSA计算部(17)将催化剂的OSA作为ΔAFR、Mfuel、Ne及经过时间(Tosa)的函数进行计算。OPA计算部(18)将催化剂的OPA作为ΔAFR、Mfuel、Ne及经过时间(Topa)的函数进行计算。劣化诊断部(19)基于OSA及OPA中的至少一方诊断催化剂(C)的劣化状态。

Catalyst Diagnostic Device

The invention provides a catalyst diagnostic device which can correctly detect the change of air-fuel ratio on the downstream side of the catalyst and diagnose the deterioration state of the catalyst based on this. The timing unit (13) modifies fuel injection by repeatedly transferring the upstream side air-fuel ratio (AFRu) of the catalyst across the theoretical mixing area from one side of the lean combustion side to the other side of the rich combustion side, and the transit time (Tosc (Tosa and/or Topa)) until the downstream side air-fuel ratio (AFRd) meets the specified threshold conditions. Timing. The OSA calculation unit (17) calculates the OSA of the catalyst as a function of AFR, Mfuel, Ne and time elapsed (Tosa). OPA calculation unit (18) calculates the OPA of the catalyst as a function of AFR, Mfuel, Ne and Topa. The deterioration diagnosis unit (19) is based on the deterioration status of at least one diagnostic catalyst (C) in OSA and OPA.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】催化剂诊断装置
本专利技术涉及对内燃机的排出气体进行净化的催化剂的诊断装置，特别涉及基于利用设置在催化剂的上游侧及下游侧的一对传感器检测的空燃比来诊断催化剂的劣化的催化剂诊断装置。
技术介绍
在内燃机的排气系统设置催化剂对排气进行净化的系统广为周知。另外，由于催化剂会由于长期使用而净化性能劣化，因此提出了多种对其劣化进行检测的方法。专利文献1中公开了下述技术：在对具有氧吸留功能的排气净化催化剂的劣化进行判定的催化剂劣化判定系统中，针对流入催化剂的排气的空燃比，进行使从贫燃侧到富燃侧的移转和从富燃侧到贫燃侧的移转交替重复的主动空燃比控制，基于在转为富燃时流入催化剂的排气空燃比的推移及排气流量等估算排氧量，基于在转为贫燃时流入催化剂的排气空燃比的推移及排气流量等估算氧吸留量，基于各估算值进行催化剂的劣化诊断。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利第5835478号公报
技术实现思路
在上述的现有技术中，作为催化剂的能力指标的排氧量及氧吸留量，基于理论空燃比和在催化剂的上游侧检测到的空燃比推定。但是，在这种推定方法中，由于无法探查到催化剂下游侧的空燃比的变化，因此无法正确地诊断催化剂的劣化状态。本专利技术的目的在于解决上述技术问题，提供一种能够正确地探查催化剂下游侧的空燃比的变化、并基于此诊断催化剂的劣化状态催化剂诊断装置。为了实现上述目的，本专利技术的催化剂劣化判定装置在设置于排气通路内的催化剂的上游侧及下游侧设置空燃比传感器，基于各空燃比传感器的输出判定催化剂的劣化，该催化剂劣化判定装置的特征在于具备以下构造。(1)包括：以使在催化剂的上游侧检测的空燃比穿过理论配比区域而从贫燃侧及富燃侧中的一方向另一方转移的方式，对燃料喷射量进行控制的机构；对从上游侧的空燃比从所述一方转移至另一方起，直到由下游侧的空燃比传感器检测的空燃比满足规定的阈值条件为止的经过时间进行计时的机构；基于所述经过时间计算催化剂的氧吸留能力(OSC:OxygenStorageCapacity)的机构；以及基于氧吸留能力的计算结果对催化剂的劣化进行判定的机构。(2)对经过时间进行计时的机构，对从上游侧的空燃比转移至贫燃侧起，直到由下游侧的空燃比传感器检测的空燃比满足规定的阈值条件为止的经过时间进行计时，对催化剂的氧吸留能力进行计算的机构，基于所述经过时间计算催化剂的还原气氛下的氧吸留量(OSA：OxygenStorageAmount)。(3)对经过时间进行计时的机构，对从上游侧的空燃比转移至富燃侧起，直到由下游侧的空燃比传感器检测的空燃比满足规定的阈值条件为止的经过时间进行计时，对催化剂的氧吸留能力进行计算的机构，基于所述经过时间计算催化剂的氧化气氛下的排氧量(OPA：OxygenPurgeAmount)。(4)还具备在对燃料喷射量进行控制之前，在规定期间内将上游侧的空燃比控制为理论配比区域的机构。专利技术效果根据本专利技术能够实现下述效果。(1)通过探查催化剂下游侧的空燃比的变化，并将其与催化剂上游侧的空燃比的变化进行比较，求出催化剂的OSC，基于此进行劣化状态诊断，因此能够进行反映催化剂下游侧的空燃比的变化的诊断。(2)基于从催化剂的上游侧的空燃比转移至贫燃侧起，直到由下游侧的空燃比传感器检测的空燃比满足规定的阈值条件为止的经过时间，计算催化剂的还原气氛下的氧吸留量(OSA)，因此能够进行基于催化剂的氧吸留能力的诊断。(3)基于从催化剂的上游侧的空燃比转移至富燃侧起，直到由下游侧的空燃比传感器检测的空燃比满足规定的阈值条件为止的经过时间，计算催化剂的氧化气氛下的排氧量(OPA)，因此能够进行基于催化剂的排氧能力的诊断。(4)在对燃料喷射量进行控制之前，在规定的期间内将上游侧的空燃比控制为在理论配比±5％范围(理论配比区域)内适当设定的基准AFR，因此能够在始终相同的条件下开始诊断，能够实现不受诊断开始前的排气气氛影响的正确诊断。附图说明图1是表示应用了本专利技术的排气装置的构造的功能框图。图2是示意性地表示本专利技术的催化剂的诊断方法的图(其1)。图3是示意性地表示本专利技术的催化剂的诊断方法的图(其2)。图4是表示本专利技术一实施方式的动作的流程图。图5是表示OSC计算处理的步骤的流程图。图6是表示本专利技术一实施方式的动作的时序图。图7是表示诊断结果例的图。具体实施方式以下参照附图对本专利技术的实施方式进行详细说明。图1是表示应用了本专利技术的排气装置20的构造的功能框图，其中，以双轮摩托车的应用为例进行说明。在发动机E的进气侧安装有针对各气筒设置有燃料喷射装置(喷射器)57的进气管56。在发动机E的排气侧经由出口管60连结催化剂部61，在其下游侧经由排气管62连结消声器26。在催化剂部61中内置有排气净化催化剂C，在其上游侧及下游侧分别安装有对排出气体的空燃比(AFR)进行检测的空燃比传感器50u及对氧浓度进行检测的氧浓度传感器50d。作为所述空燃比传感器50u，能够使用氧浓度传感器或LAF传感器。另外，对于所述氧浓度传感器50d也能够使用氧浓度传感器或LAF传感器。在使用氧浓度传感器的情况下，需要将其输出值换算为空燃比AFR。在ECU10中，空燃比计算部11基于传感器50u、50d的输出信号计算排出气体的空燃比AFR。喷射量控制部12通过对喷射器57的开阀时间Tout进行控制而控制燃料喷射量。所述喷射量控制部12在通常的喷射功能即在车辆行驶中恰当地控制燃料喷射量的基础上还具有诊断喷射功能，该诊断喷射功能为，在催化剂的诊断循环中，在规定的期间内将空燃比反馈控制为理论配比区域内的基准AFR，然后，按照使利用空燃比传感器50u检测的上游侧空燃比AFRu交替反复地从富燃侧向贫燃侧移转及从贫燃侧向富燃侧移转的方式，对燃料喷射量进行增减修正。计时部13如后详述，在基于喷射量控制部12的诊断喷射功能，以使催化剂的上游侧空燃比AFRu穿过理论配比区域而反复从贫燃侧及富燃侧中的一方向另一方移转的方式，对燃料喷射量进行增减修正时，对直到由下游侧传感器50d检测的下游侧空燃比AFRd满足规定的阈值条件为止的经过时间Tosc(Tosa及/或Topa的统称)进行计时。ΔAFR计算部14计算在经过时间Tosc(Tosa、Topa)内由各传感器50u、50d检测到的空燃比的平均值的差值ΔAFR。Mfuel计算部15计算发动机每一循环的燃料重量Mfuel。Ne计算部16计算经过时间Tosc内的发动机E的转速Ne的平均值，将该平均值用作催化剂诊断中的发动机转速Ne。OSA计算部17如后详述，将催化剂的还原气氛下的氧吸留量OSA(OxygenStorageAmount)作为所述ΔAFR、Mfuel、Ne及经过时间Tosa的函数计算。OPA计算部18如后详述，将催化剂的氧化气氛下的排氧量OPA(OxygenPurgeAmount)作为所述ΔAFR、Mfuel、Ne及经过时间Topa的函数计算。劣化诊断部19基于所述OSA及OPA中的至少一方对催化剂C的劣化状态进行诊断。图2、3是示意性地表示本专利技术的催化剂的劣化诊断方法的图，若以使催化剂C的上游侧空燃比AFRu反复从贫燃侧及富燃侧中的一方向另一方移转的方式对燃料喷射量进行控制，则只要催化剂C充分地发挥作用、充分地发挥其氧吸留功能及排氧功能，则如图2的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种催化剂诊断装置，其在设置于内燃机的排气通路内的催化剂的上游侧及下游侧设置空燃比传感器，基于各空燃比传感器的输出判定催化剂的劣化，该催化剂诊断装置的特征在于，包括：以使在催化剂的上游侧检测的空燃比穿过在理论配比区域内设定的基准AFR从贫燃侧及富燃侧的一方向另一方转移的方式，对燃料喷射量进行控制的机构(12)；对从上游侧的空燃比从所述一方转移至另一方起，直到由下游侧的空燃比传感器(50d)检测的空燃比满足规定的阈值条件为止的经过时间进行计时的机构(13)；基于所述经过时间对催化剂的氧吸留能力(OSC)进行计算的机构(17、18)；以及基于所述氧吸留能力对催化剂的劣化进行诊断的机构(19)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种催化剂诊断装置，其在设置于内燃机的排气通路内的催化剂的上游侧及下游侧设置空燃比传感器，基于各空燃比传感器的输出判定催化剂的劣化，该催化剂诊断装置的特征在于，包括：以使在催化剂的上游侧检测的空燃比穿过在理论配比区域内设定的基准AFR从贫燃侧及富燃侧的一方向另一方转移的方式，对燃料喷射量进行控制的机构(12)；对从上游侧的空燃比从所述一方转移至另一方起，直到由下游侧的空燃比传感器(50d)检测的空燃比满足规定的阈值条件为止的经过时间进行计时的机构(13)；基于所述经过时间对催化剂的氧吸留能力(OSC)进行计算的机构(17、18)；以及基于所述氧吸留能力对催化剂的劣化进行诊断的机构(19)。2.根据权利要求1所述的催化剂诊断装置，其特征在于，对所述经过时间进行计时的机构，对从催化剂前的空燃比转移至贫燃侧起直到由下游侧的空燃比传感器检测的空燃比满足规定的阈值条件为止的经过时间进行计时，对所述催化剂的氧吸留能力进行计算的机构(17)，基于所述经过时间对催化剂的还原气...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊藤淳，
申请(专利权)人：本田技研工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP